Wissenswertes über Glas und Fensterglas

Hier finden Sie viel Wissenswertes über Glas im allgemeinen und Fensterglas im Speziellen, thematisch Sortiert nach:

Wärmeschutz Schallschutz Sonnenschutz Brandschutz
Der g, U und Ug – Wert
und andere Aspekte
Begriffserklärungen,
Einheiten und Größen
Licht-, UV-Durchlässigkeit
Verschattung
 Feuerwiderstand
Verhalten bei Feuer/Rauch

Schallschutz

Lärmschutz12

Sonnenschutz

Sonnenschutz2

Allgemeines über Glas:

Glas ist ein nichtkristalliner, amorpher (beides bezieht sich auf die unregelmäßige atomare Struktur von Glas) Feststoff.

Allgemein: Glas als Silikat besteht aus Siliziumdioxid (Si und O – häufigstes und zweithäufigstes Element in der Erdkruste) und Beimengungen die dessen chemische und physikalische Eigenschaften verändern.
Thermodynamisch (Zusammenhang zwischen Wärmeenergie und Kraft)ist Glas eine gefrorene, unterkühlte Flüssigkeit. Forscher sowie Wissenschaftler sind sich uneins über die Definition von Glas:

  • “anorganisches Schmelzprodukt, das im wesentlichen ohne Kristallisation erstarrt.“ ASTM 1945
  • Im physikochemischen Sinn ist Glas eine eingefrorene unterkühlte Flüssigkeit.“ F. Simon
  • Als Gläser werden alle amorphen Körper bezeichnet, die man durch Unterkühlung einer Schmelze erhält, unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung und dem Temperaturbereich ihrer Verfestigung und die infolge der allmählichen Zunahme der Viskosität die mechanischen Eigenschaften der fester Körper annehmen. Der Übergang aus dem flüssigen in den Glaszustand muß dabei reversibel sein.“ Kommission für Terminologie der UdSSR
  • manche bezeichneten Glas als 4. Aggregatszustand zwischen Fest und Flüssig (eig. der 5. wenn man Plasma dazuzählt)
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Geschichtliches:

Glas in seiner netürlichen Form spielte schon in in der Jungsteinzeit, dem Neolithikum ca. 7000 v. Chr.  in Gestalt des vulkanischen Glases Obsidian eine Rolle.  In unseren Breiten gib bzw. gab es wenig Obsidian, anders in Sudeuropa und der Mittelmeerregion.  Die Azteken benutzten Obsidian als Material für Waffen. Die technische Herstellung von Glas fand um 2000 v. Chr. in Mesopotamien und Ägypten statt. Es wurde zunächst für Gefäße und Schmuckstücke verwendet später auch als Behälter für Salben und Öle.  Das erste bekannte Rezept stammt aus dem assyrischem Reich um 650 v. Chr.  und entwickelte sich immer weiter. Zuerst kam dünnwandiges und später auch farbloses Glas zum Einsatz.

Ein weiteres Kapitel ist das ab dem 12 Jhd. etwa hergestellte grünlich verfärbte Waldglas, das in Glashütten produziert wurde.  Die dafür benötigte Pottasche wurde wurde bevorzugt in der Nähe von Wäldern hergestellt.

Auch erwähnenswert ist die venezianische Glasmacherkunst vom 11. bis etwa 17. Jhd.

Das erste Fensterglas wurde um 1330 in Frankreich hergestellt.

Glas in der Natur: Natürlich vorkommendes Glas nach aktueller Definition kann nicht immer als solches erkannt werden (Bimsstein). In der Natur entstehen Gläser entweder durch schmelzen von Sanden, wobei der Erstarrungsprozess so schnell statt findet dass das geschmolzene Material nicht kristallisieren kann und seine amorphe Struktur erhält, oder durch Stoß- und Schockwellen.

Natürliches Schmelzglas kann entstehen durch:

  • Blitzeinschlag – Fulgurite
  • Vulkanismus – Obsidian (siehe Foto) und Bimsstein
  • Meteoriteneinschlag – Impaktglas (Impakt = Einschlag – werden am Einschlagsort gefunden, können Meteoritensubstanz enthalten) und Tektite (werden bis zu 100 km weggeschleudert)
  • Atombombenexplosion – Trinitit
  • Bergsturz – Köfelsit (Hierbei wird durch einen Bergsturz thermische Energie erzeugt)

Daneben gibt es Glas bei welchem die kristalline Struktur des Ursprungsstoffes durch eine Schockwelle oder extremen Druck zerstört und amorph wird, ohne das dabei ein Schmelzprozess stattfindet.
Man bezeichnte diese als diaplektische Gläser, dazu zählen z.B. Maskelynite.

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Glas (allgemein, nicht nur als Silikat) besteht aus einem oder mehreren Netzwerkbildnern (Oxide mit Silizium, Bor, Phosphor, Arsen, Aermanium, Antimon – die selbst Glas bilden können) welche die atomare Struktur festlegen und Netzwerkwandlern, -störern (Oxide mit z.B. Barium, Calcium, Kalium, Natrium, u.a. die selbst kein Glas bilden können) die diese atomare Struktur aufbrechen. Je nach dem welche Eigenschaft man einem Glas geben möchte verwendet man ein oder mehrere Netzwerkbildner und -wandler. Quarzglas (glasartiges reines SiO2) ist das einzige der Netzwerkbildner das als Einkomponentenglas in der Industrie verwendet wird.

Hier eine Auswahl an Glasssorten und deren Varianten an Netzwerkbildnern und -wandlern mit deren Eigenschaften und Verwendung

Netzwerkbildner Netzwerkwandler / -störer Bezeichnung Verwendungszweck Werte / Besonderheiten
 SiO2  Na2O / CaO Kalk-Natron-Glas
(Normalglas)
 Fensterglas, Gebrauchsglas
 SiO2 / PbO  K2O / Na2O / PbO Kali‐Blei‐Gläser
(Schwer-/Flintglas, Bleikristallglas)
 Für prismatische Effekte, Optisches Glas höheres Lichtbrechverhalten
 SiO2 / B2O3   Al2O3 / Na2O (K2O / Na2O)  Borosilikatglas
(Jenaer Glas, Duranglas)
 Laborglas, Feuerfestes Haushaltsglas geringe Wärmeleitfähigkeit (1,2 W/(m·K))
unempfindlich geg. plötzl. Temperaturschw.
gute chemische Beständigkeit
 SiO2  K2O / CaO  Kali‐Kalk‐Gläser
(Böhmisches Kristallglas)
 Gläser mit Feinschliff  hohe Lichtbrechung

Allgemeines über Fensterglas:

Fenstergläser haben heutzutage längst nicht mehr nur simple Funktionen wie das Trennen des Wohnraumes von dem Außenbereich bei gleichzeitigem Lichtdurchlass.

Die Möglichkeiten die sich bei der Kombinationen in der Konfiguration von Fenstern ergeben sind mittlerweile enorm:

  • Es gibt Verzierungen chemischer, physischer (Sandstrahlen) Oberflächenbehandlung oder durch Imprägnieren.
  • Vielfältige Beschichtungen für Manipulationen des Lichtdurchfallverhaltens.
  • Durch alkalische Zusätze wird eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Säure und größere Hitzebeständikeit (Borosilicat) erreicht.

Urheber/Quellen:

Wikipedia.de
Obsidianklinge: Von AlejandroLinaresGarcia – Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15215996
Atommodell: Silica.jpg: en:User:Jdrewitt [Public domain or Public domain], via Wikimedia Commons